Integratie van single-molecule visualisatie en DNA - VU-dare

Integratie van single-molecule visualisatie en DNA-micromanipulatie
Joost van Mameren–Schotvanger
In de afgelopen twee decennia zijn technieken ontwikkeld waarmee individuele moleculen
kunnen worden gemanipuleerd onder een microscoop. Met zogenaamde 'optische pincetten'
is het zo bijvoorbeeld mogelijk om een enkel DNA-molecuul van twee kanten vast te grijpen en
uit te rekken. Daarmee zijn niet alleen de elastische eigenschappen van het DNA zelf, maar ook
de eigenschappen van diverse eiwitten die aan het DNA binden en er onderhoud aan plegen,
op een unieke manier te bestuderen.
Tegelijkertijd zijn in de fluorescentiemicroscopie de detectietechnieken inmiddels zo gevoelig
geworden, dat het fluorescentielicht van individuele kleurstofmoleculen met een camera
geregistreerd kan worden. Hiermee kan men de diffuse beweging van fluorescent
gemarkeerde eiwitten volgen in real-time, en daarmee de binding aan bijvoorbeeld een DNAsubstraat detecteren.
Het onderwerp van het proefschrift van Van Mameren is de gelijktijdige toepassing van singlemolecule visualisatie en micromanipulatie. Deze geïntegreerde aanpak maakt het mogelijk om
onder meer veranderingen in DNA–eiwitinteracties te bestuderen onder variërende DNAspanning. Het proefschrift beschrijft een aantal projecten rondom DNA-dynamica, die enkel
door deze combinatie van single-molecule technieken konden worden gedaan. Eén van de
onderzochte eiwitten, Rad51, is benodigd voor de betrouwbare reparatie van beschadigd DNA
om onder meer bepaalde vormen van kanker te voorkomen. Het uiteenvallen van de
eiwitmantel die Rad51 daarbij om het DNA heen vormt, is met de gebruikte technieken
ontrafeld.